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THE:難度炸彈推遲:該如何決策?

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本文是為預測 EIP 4345 的影響而作的練習。這個 EIP 提議在 2021 年 12 月推遲難度炸彈。我們的目標是看看我們是否能幫助確定應該何時推遲、應該推遲多少,好讓難度炸彈預計在 2022 年 5 月份再次爆炸。

有關這個主題,我之前已經寫過很多篇文章了:

有關難度計算的方法:It’s Not the Difficult(中文譯本)

有關如何推遲難度炸彈:A Method to Diffuse the Difficulty Bomb

一些更老的文章見 此處 和 此處

難度炸彈的計算兩部分組成:A 部分,用于調整難度、平抑出塊時間的波動;B 部分,即難度炸彈本體(詳細解釋見上述第一篇文章)。

A 部分的調整時逐塊發生的,保證出塊時間圍繞 13.5 秒波動。這部分的調整效果非常好,如果沒有難度炸彈的話,將使出塊時間幾乎保持恒定。我們感興趣的是 B 部分。

B 部分的炸彈是一個階躍函數,每隔 10 萬個區塊,數值就變作兩倍。在 “爆炸” 之前,大家都不會注意到它,然而一旦它開始爆炸,數值上升的速度會非常快(跟 2^n 一樣。

EthereumPoW:ETHW Core的初始版本已發布,包括禁用難度炸彈等特點:8月15日消息,以太坊分叉項目EthereumPoW發推文稱,ETHW Core的初始版本已在GitHub上發布,主要特點是:1、禁用難度炸彈;2、EIP-1559變更,基礎費用改為礦工和社區共同管理的多簽錢包;3、調整了ETHW的起始挖礦難度。

此前ETC Coop與EthereumPow團隊因以太坊在合并后是否應該分叉進行了辯論。EthereumPoW團隊曾表示,分叉后將廢除EIP-1559,在可預見的未來,將維護PoW和Nakamoto共識機制。EthereumPoW將與PoS鏈區分開來,目標是變得完全自治和自我維持且沒有任何治理實體,該目標將在未來三年內實現。[2022/8/15 12:25:31]

炸彈的數值依賴于 fake_period(偽周期號,在等式中表示為 n_sub_p)。fake_period 的值則完全依賴于 fake_block (偽區塊號)的數值;這個數值又是由當前區塊的區塊號(real_block 數值)以及 offset(推遲量)決定的。

我只有自己一個人。我帶著日漸疲憊的心、使用公開可得的數據寫下這篇文章。我在這里所說的一切都是可以討論的,但我已不準備為此負任何責任。本文中的一切,請自己帶著懷疑和謹慎加以看待和使用。

以太坊將進行硬分叉升級,以將難度炸彈推遲大約2-3個月:6月15日,官方消息,以太坊主網將在區塊高度15050000(約6月底)進行Gray Glacier硬分叉升級,以將難度炸彈推遲大約2-3個月,因此所有用戶必須在區塊激活之前進行升級。以太坊客戶端Geth對此發布v1.10.19版本,引入Gray Glacier硬分叉,強制進行升級。

此前消息,以太坊開發者Tim Beiko表示,以太坊預計在8月下旬至11月之間進行合并,只有災難性事件或失敗才能阻止今年的合并。由于涉及的技術問題,幾乎不可能給出合并發生的確切日期。此外,也有跡象表明,開發人員正在推遲以太坊的難度炸彈,因為他們目前正在修復他們在Ropsten合并期間發現的錯誤。[2022/6/15 4:29:51]

我是一個工程師,不是一個數學家,所以我對實際數據的興趣,要比對數學預測的大。在下文中,我會預測數據將如何改變。我的預測基于上面的公式,但都只用到了簡單、直接的 Excel 表格。

我的討論基于三個簡單的觀察:

A 部分工作得非常好,使得出塊時間穩定在平均 13.3 的水平。

B 部分也工作得非常好,它是獨立于 A 部分的,并且只會提高區塊時間。

如果我們忽略炸彈部分,我們的預測會是保守的。

以太坊首席開發人員:以太坊難度炸彈或將再次被推遲:以太坊核心開發者在8月20日進行了電話會議,以太坊首席開發人員Tim Beiko更新會議內容表示,基本上所有團隊都同意,除了Eth1和Eth2合并的共識更改之外,他們還有其他重要的事情需要在接下來的幾個月內完成。鑒于此,與會人員同意不在12月進行“功能分叉”。這意味著可能會推遲難度炸彈,并可能添加其他“一行”更改,但不會在合并之前包含新的EIP。據悉,以太坊倫敦升級納入了EIP-3554,將難度炸彈延遲到12月。[2021/8/22 22:28:57]

換句話來說,如果我們的預測忽略了炸彈的效果,我們預測的時間將會比實際時間 “提早” 一些。這樣的話,即使我們預測錯了,也會有額外的緩沖時間。

第一個表格使用當前的區塊號(在撰文之時是 1339 1127),并按每塊 13.3 秒的時間推算出 1400 0000 區塊高度的時間:

看仔細一些,我們發現,自區塊號 1200 0000 以來,平均出塊時間一直在提高(盡管 8 月和 9 月有所下降)。當然,隨著炸彈的爆炸,平均出塊時間會增加得越來越快。

動態 | 以太坊開發者提議于 1 月 6 日通過硬分叉移除難度炸彈:在以太坊開發者會議中,有人提議在區塊高度 920 萬左右進行硬分叉以移除難度炸彈,預計發生在 1 月 6 日前后。根據開發者在討論組中的數據來看,以太坊的區塊生成時間在移除難度炸彈之前將一直保持增長,到 1 月 6 日左右可能會達到 25 至 30 秒時間,根據 Etherscan 顯示,以太坊歷史上也就在 2017 年 10 月前后出現過長時間 30 秒的出塊時間。另外,以太坊的斯坦布爾升級計劃于 12 月 7 日進行,早于此次提案的硬分叉一個月時間。[2019/12/2]

再次強調,為了保守一些,我們選擇 13.3 秒的出塊時間來預測未來區塊挖出的具體時間,并且,我們暫時忽略難度炸彈的效果。當難度炸彈爆炸時,平均出塊時間增加;所以,忽略難度炸彈的結果是我們預測的時間將早于實際挖出的時間。(按我們這個例子來看,就是區塊 1400 0000 將 “不早于” 2022 年 1 月 10 日挖出。)

我們考慮的第一個問題是,“何時應該分叉?”

在我看來,答案完全取決于 fake_period 的數值。可以這么問:“我們應該在哪個區塊號分叉?1370 0050,1380 0050 還是 13900 0050?”(加上一個 50,確保沒有差一錯誤(off-by-one error) —— 為什么這很重要,則留給讀者當作練習 —— 公式的計算應該使用大于號呢,還是使用大于等于號呢?)

聲音 | 以太坊信息網站ETHHub創始人:難度炸彈不會影響君士坦丁堡硬分叉升級:以太坊信息網站 ETHHub 創始人 Eric Conner 認為難度炸彈不會影響君士坦丁堡硬分叉升級,理由是君士坦丁堡會在區塊高度 7,280,000 升級分叉,而預計下一次難度炸彈引發的挖礦難度上升可能會發生在區塊高度 7,300,000。[2019/2/15]

下面的表格展示了 fake_block 計算。

在這里我們并置了對每個區塊將挖出的具體時間的預測,以及偽區塊號的計算(用真區塊號減去偏移量,獲得偽區塊號,并推導出偽周期號)。

偽周期號正是我們感興趣的內容,因為難度炸彈的值完全取決于偽周期號的值。從我之前的工作來看,我們認為難度炸彈的效果會在偽周期號達到 41~42 之間的時候開始顯現,在此之前則不明顯。換言之,當偽周期號變成 41 時,B 部分的效果將壓過 A 部分的效果。

我在這里不想解釋為什么難度炸彈的效果不會在偽周期號達到 41 之前顯現。我想說的只是,炸彈只會提高出塊的時間,而如果沒有炸彈的話,A 部分就會讓區塊時間保持在 13.3 秒左右。換句話來說,平均出塊之間會高于 13.3 秒,如果太低了(出塊速度太快了),A 部分就會調整難度,把出塊時間拉回來 —— 再直白一點 —— A 部分就是這么工作的。

給定上述分析,我建議在晚于 1380 0000 區塊的任意時間分叉。大概是 12 月中旬。我會建議以具體的區塊號(而不是日期)為目標,比如區塊號 1385 0000。“痛點”(也就是出塊時間明顯減慢的時候)會在大約 1 月中旬到來。所以這個目標也是有容錯空間的。

我們需要考慮的另一個問題是,“我們需要偏移多少偽區塊?”

如上所述,偏移量決定了偽區塊號,進而決定了偽周期號,進而決定了炸彈的值。所以,在下文中,我們會專注于偏移量,看看我們能學到什么。

首先,我們來看看這個 EIP 提議的偏移量。我們在此根據 13.3 秒的平均出塊時間生成一個簡單的圖表。同樣地,我們忽略炸彈的影響,因為我們知道炸彈只會提高區塊時間,因此讓相應區塊號的實際發生時間晚于我們的預測。我們將安排 “Arrow Glacier”(下一次分叉的代號)發生在 1380 0050 號區塊,并使用這個 EIP 提議的偏移量 1050 0000。

本圖似乎表明,如果我們(按照這個 EIP 的建議)設置 1050 0000 的偏移量,則難度炸彈最早將在 4 月中旬(也即偽周期號再次到達 41 的時候)開始爆炸。到 5 月中旬,區塊將開始顯著變慢(偽周期號到達 43)。

我們之前遇過的最大的偽周期號就是 43, 是在 “拜占庭” 分叉之前。出塊時間的增加顯著可見 —— 達到了數秒的級別。

為了消遣,我準備看看如果我們提早或推遲分叉的時間,會有什么影響。

下面的這張表顯示了估計的結果 —— 讓我有點意外 —— 分叉的時間對最終結果沒有影響。但是,我回想了一些,覺得這是有道理的。因為,唯一一個決定偽周期號的量就是偏移量。除了讓當次分叉之前出塊變得更慢,推遲分叉的時間對下一次難度炸彈爆炸的時間(即四五月間)沒有任何影響。

你可以從上面這張圖看出,無論我們早點還是晚點實施 “Arrow Glacier” 硬分叉,只要我們使用 1050 0000 的偏移量,那就對下一次難度炸彈爆炸的時機沒有任何影響。

這個問題取決于你想在 5 月的時候給以太坊核心開發者多大的壓力。如果你想給他們很大的壓力 —— 讓 5 月的時候整個世界都會抱怨以太坊出塊速度變慢 —— 那就把偏移量設得小一點。如果你只想輕輕地推他們一下 —— 類似于 “我們最好現在采取行動,不過也不是特別著急” —— 那就支持大一點的偏移量。

如果你使用了 1050 0000 的偏移量,你可能是在給他們很大的壓力。你可以預期,四月底就會看到出塊顯著變慢(慢上一秒的那種)。但是,難度炸彈的麻煩之處在于,一旦開始爆炸,就不會給人喘息之機。

從 “明顯(變慢)” 到 “非常顯著”,到 “令人煩躁”,再到 “搞什么鬼” 再到 “以太坊去死吧”,只需要 4 到 6 周時間。我不是瞎扯,因為每一個 10 萬區塊的周期都會越來越長(因為每過一個周期,炸彈數值就會翻倍,出塊時間會增加得非常快),而且只要開始爆炸,就會爆炸得越來越快。詳見我上面關于 “拜占庭” 分叉前爆炸情況的文章。難度炸彈是來得很慢,但爆炸之后可就是另一番景象了。

在最后一個表格中,我建議使用 1070 0000 的偏移量。我同樣建議在1380 0050 號區塊后分叉。這會讓我們現在有休息的時間,并讓預計下一次爆炸的時間推到 5 月中旬。這是保守估計,但也是現實的考量。

結論:需要設置大于 1050 0000 的偏移量。

決定你想給核心開發者多大的壓力。如果你想狠狠推他們一把,就把偏移量設為 1050 0000;如果你想放過自己,就請設置為 1070 0000。搖擺不定的,可以在這兩者間取一個值。

“何時” 激活分叉的決定對下次爆炸的時間沒有影響(也即,都左右不了炸彈會在 5 月份爆炸)。這個決定唯一影響的是 “Arrow Glacier” 硬分叉之前 出塊時間會拉長到多久。這是因為,只有偏移量會影響偽周期號,也只有偽周期號會影響難度炸彈的數值。

TrueBlocks 是完全用我們的個人資金支持的項目,少量獎金來自以太坊基金(2018)、Consensys 公司(2019)、Moloch DAO(2021)以及近期的 Filecoin/IPFS(2021)。

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